Технология производства фотографической желатины

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ КИНОВИДЕОИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ

Теория фотопроцессов

«Технология производства фотографической желатины»

Курс: 4(с)

Группа: ТКФМ

Студент: Казакова

Преподаватель: Михайлов

ЖЕЛАТИНА ФОТОГРАФИЧЕСКАЯ - коллоидное вещество белковой природы, вырабатываемое из материалов животного происхождения (кожи, костей и др.). В физико-химическом отношении она обладает свойствами обратимого коллоида, т. е. при охлаждении желатинового раствора переходит в состояние геля (студня), при нагревании - обратно переводится в состояние золя (коллоидного раствора).

Желатина имеет огромное значение в технологии светочувствительных материалов, являясь механической средой, удерживающей микрокристаллы бромистого серебра в виде пленки (слоя). Кроме роли механической среды для галоидного серебра желатина выполняет важную роль защитного коллоида в процессе проявления. Без защитной функции желатины под действием проявляющего раствора одинаково восстанавливались бы освещенные и неосвещенные места фотографического слоя.

Большое значение имеет так называемая фотографическая активность желатины, т. е. свойство желатины, позволяющее получать фотографические слои очень высокой степени светочувствительности. В настоящее время при производстве желатины применяются способы, позволяющие искусственно регулировать содержание различных веществ, определяющих фотографическую активность желатины. Фотографическая желатина является более высоким сортом по сравнению с клеевой желатиной и пищевыми сортами желатины.

Особенно большие требования в отношении прозрачности и отсутствия действия, обесцвечивающего красители, предъявляются к желатине для изготовления фотографических светофильтров.

Получение желатины

Изобретение относится к химико-фотографической промышленности, а именно к способам получения фотографических инертного и активного желатинов. Сущность изобретения: проводят концентрирование желатинового раствора после фильтрования методом ультрафильтрации через мембраны из ароматического полисульфонамида с коэффициентом водопроницаемости 1000 - 3000 дм³м²ч·МПа или фторопласта с коэффициентом водопроницаемости 500 - 2500 дм³м²ч·МПа . Задерживающая способность указанных мембран по фрагментам желатина составляет 20000 - 100000 Да. В процессе ультрафильтрации образуется два полупродукта: ультраконцентрат с концентрацией желатина 10 - 20%, который направляется на желатинизацию и конвективную сушку, и пермеат с концентрацией желатина до 2,5. При концентрации до 0,5% последний утилизуется или используется в процессе варки пищевого или технического желатина, а при концентрации 0,5 - 2,5% смешивается с растворами пищевого или технического желатина и направляется на выпаривание

Изобретение относится к химико-фотографической промышленности, а именно к способам получения фотографических инертного и активного желатинов.

Известен способ получения фотографического желатина, предусматривающий золение оссеина, экстракцию желатина и очистку полученного желатинового бульона адсорбентами. При этом очистку от поверхностно-активных веществ, способных адсорбироваться на поверхности эмульсионных микрокристаллов и снижать их фотографические свойства, ведут бентонитовой глиной, предварительно активированной минеральной кислотой, способной удалять из желатина фотографические активные примеси.

Недостаток известного способа - невысокая эффективность удаления из желатина ПАВ и фотографически активных примесей, что приводит в отдельных случаях к вуалированию и десенсибилизации приготовленных на таком желатине фотографических эмульсий, снижению технологичности процесса из-за необходимости отделения адсорбента, загрязнению фотоэмульсий остатками последнего.

Известен способ получения инертного желатина из кожевенного сырья путем его измельчения, промывки, золения щелочным раствором в течение 90-120 сут. , обеззоливания сырья, варки, очистки полученного бульона от твердой фазы, сепарирования, фильтрования и упаривания бульона до концентрации 20-25%. В концентрированный бульон вводят фосфорнокислые соли, студенят и сушат. С целью повышения светочувствительности желатина на стадии промывки в воду добавляют 30%-ный раствор пероксида водорода в количестве 2-15 л на 2 т сырья. В результате удаления соединений с двухвалентной серой светочувствительность фотоэмульсии на инертном кожевенном желатине при его сенсибилизации золотом возрастает на 100-220 ед. ГОСТа при отсутствии дихроической (желтой) вуали.

Недостатком известного способа является очистка желатина только от побочных соединений с двухвалентной серой, а также снижение его качества (уменьшение вязкости, прочности студня, светочувствительности соответствующих фотоэмульсий и т.д.) за счет длительного термического воздействия при температуре (70-75)^оС на желатиновый бульон в процессе его концентрирования методом вакуум-выпаривания.

Известен также способ получения желатина, предусматривающий обеззоливание оссеина соляной кислотой, промывку водой, варку, фильтрование, упаривание желатиновых растворов 1-2 фракций с концентрацией 5-10% по белку до концентрации 18-25%, желатинизацию и сушку. С целью стабилизации и повышения фотографических свойств желатина в упаренный бульон перед желатинизацией вводят раствор фосфорнокислых солей натрия, калия или аммония из расчета 150-300 мг РО₄^3- на 1 кг сухого желатина. Максимальная светочувствительность полученных желатинов составила (605-635) ед. ГОСТа при плотности вуали

До = 0,15

Несмотря на повышение светочувствительности предложенных желатинов до требований ГОСТ 2817-50, предложенное техническое решение обладает недостатком, заключающимся в загрязнении получаемых желатинов ионами калия, натрия, аммония и фосфат-ионами, что отражается на эффективности их использования в фотографических эмульсиях.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу (прототипом) является способ получения фотографического желатина, включающий промывку костного сырья водой, золку в течение 40-90 сут., обеззоливание, варку с получением бульона нескольких сливов, фильтрование, упаривание бульонов до 20-25%-ной концентрации и конвективную сушку. Основным недостатком этого способа следует считать снижение качества желатина вследствие длительного термического воздействия на желатиновый бульон при температуре 70-75^оС в процессе его вакуум-выпаривания, что может вызвать конформационные изменения отдельных макромолекул желатина, изменение молекулярно-массового распределения его фракций в сторону уменьшения их средней молекулярной массы (частичной трансформации г - и в -олигомеров желатина в б -цепи и увеличения доли низкомолекулярных пептидов с мол.м. 5000-70000 Да).

Целью изобретения является улучшение физико-механических и фотографических свойств желатина, а также снижение издержек на его производство.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу повышение качества желатина и снижение издержек на его производство достигаются концентрированием бульона после фильтрования методом ультрафильтрации через мембраны из ароматического полисульфонамида или фторопласта с задерживающей способностью по желатину 20000-100000 Да до концентрации 15±5% с последующей желатинизацией и сушкой ультраконцентрата. Процесс осуществляют при температурах: для фотографического инертного желатина - 45-55^оС; для фотографического активного желатина - 50-60^оС. При этом пермеат с концентрацией желатина 0-0,5% утилизируется или используется в процессе варки пищевого или технического желатина, а пермеат с концентрацией желатина 0,5-2,5% смешивается с растворами пищевого или технического желатина и направляется на вакуум-выпаривание. Для ультрафильтрации используются листовые мембраны на основе полисульфонамида с коэффициентом водопроницаемости 1000-1500 дм³/м²яч. МПа при температуре 20±2^оС или трубчатые мембраны на основе полисульфонамида (коэффициент водопроницаемости 1000-3000 дм³/м²я ч.МПа при температуре 20±2^оС) или фторопласта (коэффициент водопроницаемости 500-2500 дм³/м² яч. МПа при температуре 22±2^оС).

Технология способа заключается в следующем.

Костное сырье, предназначенное для получения фотографических желатинов, измельчают обезжиривают, калибруют, подвергают мацерации, золке и промывке водой. Сырье подвергают золению щелочным раствором известковой суспензии с концентрацией от 1,75 до 2,6% в течение 40-90 сут. Затем прозоленное костное сырье обеззоливают в три стадии, включающие предварительную промывку, нейтрализацию до рН сырья 3,0-3,2 и окончательную промывку до рН сырья 6,0-6,4.

Обеззоленное костное сырье подвергают варке с циркуляцией бульона через теплообменник, для чего сырье заливают водой в соотношении 1:1 и варят не более 5 ч при температуре от 45 до 60^оС до концентрации 5-7% (бульон 1-го слива). Бульон сливают, а сырье заливают водой (1:1) и варят не более 5 ч при температуре 50-65^оС до концентрации 5-7% (бульон 2-го слива). Бульон сливают, а сырье снова заливают водой (1:1) и варят не более 5 ч при температуре 60-70^оС до концентрации 5-7% (бульон 3-го слива).

Бульоны 1-го и 2-го сливов смешивают, фильтруют в две стадии через хлопковую целлюлозную массу по ГОСТ 595-795 и подвергают разделению методом ультрафильтрации через мембраны из ароматического полисульфонамида или фторопласта с задерживающей способностью по желатину 20000-100000 Да до желатина с концентрацией 15±5% и пермеата с концентрацией желатина 0-2,5%.

В ультраконцентрат при необходимости вводят фосфорные или другие соли, желатинизируют и сушат. Пермеат с концентрацией желатина 0-0,5% утилизируют или используют в процессе варки пищевого или технического желатина, а пермеат с концентрацией желатина 0,5-2,5% смешивается с растворами пищевого или технического желатина и направляется на вакуум-выпаривание. Ультрафильтрацию осуществляют при температурах - для фотографического инертного желатина 45-55^оС, для фотографического активного желатина 50-60^оС. В качестве мембран на основе полисульфонамида используют листовые пористые полимерные пленки марки УПМ с коэффициентом водопроницаемости 1000-1500 дм³/м²яч.МПа при температуре 20±2^оС или трубчатые пористые полимерные пленки марки ПСА с коэффициентом водоп- роницаемости 1000-3000 дм³/м²яч.МПа при температуре 20±2^оС. В качестве мембран на основе фторопласта используют трубчатые пористые полимерные пленки марки Ф-1 с коэффициентом водопроницаемости 500-2500 дм³/м²яч.МПа при температуре 20 ±2^оС.

О качестве желатинов судили по их физико-механическим, а также фотографическим показателям (светочувствительности и плотности вуали), полученным в эмульсиях с золотой сенсибилизацией (инертный желатин) и серебряной сенсибилизацией (активный желатин) по ОСТ 6-17-421-84 Желатин фотографический.

Пример 1 (по прототипу). Измельченное костное сырье загружают в зольник и промывают водой, а сырье подвергают золению путем обработки его щелочным раствором известковой суспензии с концентрацией от 1,75 до 2,4% в течение 90 сут. Затем прозоленное костное сырье обеззоливают в три стадии, включающие предварительную промывку, нейтрализацию соляной кислотой до рН сырья 3,0-3,2 и окончательную промывку до рН сырья 6,0-6,4.

Обеззоленное костное сырье подвергают варке с циркуляцией бульона через теплообменник, для чего сырье заливают водой в соотношении 1:1 и варят не более 5 ч при температуре 45-60^оС до концентрации 5-7% (бульон 1-го слива). Бульон сливают, а сырье снова заливают водой (1:1) и варят не более 5 ч при температуре 50-65^оС до концентрации 5-7% (бульон 2-го слива). Бульон опять сливают, а сырье снова заливают водой (1-1) и варят не более 8 ч при температуре 60-70^оС до концентрации 5-7% (бульон 3-го слива).

Бульоны 1-го и 2-го сливов смешивают, фильтруют в две стадии, затем упаривают до концентрации 22-25%, в концентрированный бульон вводят фосфорнокислые соли и сушат.

Бульон 3-го слива проходит аналогичную обработку, сухой желатин смешивают с другими партиями костного желатина для соответствия требованиям технических условий.

Фотографические, физико-химические и механические свойства костного инертного желатина представлены в табл.1.

Пример 2. Инертный костный У-желатин получают по примеру 1, с той лишь разницей, что после окончательного фильтрования бульон, полученный из сырья со сроком золки 90 сут., с концентрацией желатина 4,6% подвергают ультрафильтрации через листовую мембрану из ароматического полисульфонамида марки УПМ, задерживающую фрагменты желатина с мол.м. 30000 Да, имеющую коэффициент водопроницаемости 1850 л/м²яч.МПа при температуре 50±1^оС.

Ультрафильтрацию осуществляют при температуре 48-52^оС до концентрации желатина 19,5%. Пермеат с концентрацией 0,42% направляется на варку пищевого желатина.

Фотографические, физико-химические и механические свойства инертного У-желатина представлены в табл.1.

Пример 3. Костный инертный У-желатин получают по примеру 1, с той лишь разницей, что после отделения твердой и коллоидно-диспергированной фаз от желатинового бульона фильтрованием через хлопковую целлюлозную массу по ГОСТ 595-79 бульон, полученный из сырья со сроком золки 90 сут. с концентрацией желатина 4,8%, подвергают ультрафильтрации через трубчатую мембрану из ароматического полисульфонамида марки ПСА с коэффициентом водопроницаемости 2810 л/м²яч.МПА при температуре 20±2^оС, задерживающую фрагменты желатина с мол.м. 100000 Да и более. Ультрафильтрацию проводят до концентрации желатина 11,2% при температуре 50-52^оС. Полученный пермеат с концентрацией 2,38% смешивают с раствором пищевого желатина и направляют на вакуум-выпаривание.

В инертный желатин, зарабатываемый по примеру 1 (базовая технология), добавляют перед желатинизацией и сушкой фосфорно-кислые соли натрия или калия из расчета 250 мг РО₄^3- на 1 кг товарно-сухого желатина.

Фотографические, физико-химические и механические свойства инертного У-желатина и инертного желатина, полученного с применением метода вакуум-выпаривания с добавлением фосфатов, представлены в табл.2.

Пример 4. Фотографический активный У-желатин получают по примеру 1, с той лишь разницей, что после фильтрования бульон, полученный из костного сырья со сроком золки 60 сут. и концентрацией желатина 5,1%, подвергают ультрафильтрации через трубчатые мембраны на основе фторопласта, имеющие коэффициент водопроницаемости 569 дм³/м²яч. МПа при температуре 20±2^оС и задерживающие фрагменты желатина с мол.м. 40000 Да. Концентрирование бульона методом ультрафильтрации проводят до 17,5% при температуре 54-56^оС. Образовавшийся пермеат с концентрацией желатина 0,56% направляют на варку технического желатина. Фотографические, физико-химические и механические свойства фотографического активного желатина, выработанного с применением метода вакуум-выпаривания, представлены в табл.3.

Из табл. 1-3 следует, что инертный и активный У-желатины, получаемые с применением ультрафильтрации, имеют более высокие физико-химические и механические показатели (динамическую вязкость, прочность студня и т.п.), Среди них меньшая доля зольного остатка (0,6-0,8%), меньшее содержание тиосульфата натрия (в пересчете на Na₂S₂O₃я5H₂O), сернистой кислоты (в пересчете на SO₂), анионов РО₄^3-, катионов Са²⁺, Fe³⁺, и т.п., что увеличивает "инертность" желатина, ставя его в промежуточное положение между традиционным инертным и обессоленным (деионизованным) желатинами.

Увеличение физико-химических и механических показателей У-желатина связано не только с частичным удалением из желатина его низкомолекулярных фрагментов, но и более мягким в термическом отношении методом концентрирования желатинового раствора, температура которого на 20^оС ниже температуры испарения в первом корпусе вакуум выпарной установки. В результате начальная динамическая вязкость 10% ного раствора желатина сохраняется на (88,8-96,4)%.

Молекулярно-массовое распределение фракций желатина в товарном образце (п. 2516) и образце, полученном ультрафильтрацией раствора желатина п.2516, выполненное методом гель-фильтрации на колонке, наполненной сефарозой CL -4 В, при температуре 35±0,2^оС, представлено в табл.4.

Как следует из табл.4, частичное удаление низкомолекулярных фрагментов увеличило относительное содержание б -фракции. Вместе с тем, так как раствор был получен из сухого товарного желатина, то вероятно в процессе растворения и дальнейшей переработки происходит некоторая термическая дезагрегация полипептидных цепей, что несколько уменьшило содержание фракций >б . Тем не менее динамическая вязкость 10%-ного раствора инертного желатина п.2516 в результате его концентрирования и очистки методом ультрафильтрации возросла с 23,4 до 24,6%, прочность студня - с 288 до 305 г. Блюма. По молекулярно-массовому распределению У-желатин, полученный методом ультрафильтрации, соответствует образцу желатина п.16488 фирмы "Руссело" (табл.4).

Концентрирование желатиновых бульонов методом ультрафильтрации в производстве фотографических желатинов позволяет не только в большей мере сохранить нативное состояние последних (например динамическая вязкость желатинового образца п.3293, равная 27,7 мПаяс после варки коллагена и фильтрования бульона по базовой технологии с применением вакуум-выпаривания, уменьшилась в товарном желатине до 23,8 мПаяс, а по технологии с концентрированием и очисткой ультрафильтрацией - до 26,7 мПаяс), но и существенно уменьшить издержки на их производство.
Анализ современного состояния процесса концентрирования желатиновых бульонов методом вакуум-выпаривания на примере Казанского арендного предприятия "Полиморфото" позволяет выявить следующие недостатки, снижающие его эффективность и увеличивающие себестоимость товарного желатина:

значительные эксплуатационные затраты на концентрирование. Так на нагрев бульона до температуры кипения (70-75^оС) и фазовый переход вода-пар затрачивается 33,5 Гкал тепла на 1 т фотографического инертного желатина (65,8% от общих эксплуатационных затрат) и столько же тепла на 1 т фотографического активного желатина (73,0% от общих эксплуатационных затрат);

невысокая скорость удаления влаги при вакуум-выпаривания - 6,52 кг/м²яч для фотографического инертного желатина и 6,17 кг/м²яч для фотографического активного желатина.

В табл.5 приведены статьи затрат плановой калькуляции себестоимости фотографического инертного и активного желатинов, вырабатываемых Казанским арендным предприятием "Полимерфото", по состоянию на 1 кв. 1991 г.

Tаким образом, в результате внедрения ультрафильтрации в технологию получения фотографического инертного желатина его себестоимость снизится на 1164,77 руб. (7,76%), а себестоимость фотографического активного желатина - на 1131,30 руб. (9,34%).

желатин фотографический инертный

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ЖЕЛАТИНА, включающий обеззоливание оссеина соляной кислотой, промывку полученного продукта водой, его варку с получением желатинового раствора, фильтрацию, упаривание, желатинизацию и сушку желатина, отличающийся тем, что, с целью улучшения физико-механических и фотографических свойств желатина, желатиновый раствор после фильтрации разделяют ультрафильтрацией на ультраконцентрат с концентрацией желатина 10 - 20% и пермеат с концентрацией желатина до 2,5%, при этом желатинизации и сушке подвергают только ультраконцентрат.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пермеат с концентрацией желатина до 0,5% утилизируют или используют в процессе варки желатина, а пермеат с концентрацией 10,5 - 2,5% смешивают с растворами ультраконцентрата и направляют на упаривание.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что ультрафильтрацию желатинового раствора осуществляют при температурах: для получения фотографического инертного желатина 45 - 55^oС, для получения фотографического активного желатина 50 - 60^oС.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для ультрафильтрации желатинового раствора используют мембраны на основе полисульфонамида и фторопласта с задерживающей способностью по желатину 30000 - 100000 дельтон.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве мембран на основе полисульфонамида с задерживающей способностью по фрагментам желатина с мол. м. 30000 дальтон и более используют листовые пористые полимерные пленки УПМ с коэффициентом водопроницаемости 1000 - 15000 дм³/м² · ч · МПа при температуре (20 ± 2)^oС.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве мембран на основе полисульфонамида с задерживающей способностью по фрагментам желатина с мол. м. 30000 - 100000 дальтон используют трубчатые пористые полимерные пленки ПСА с коэффициентом водопроницаемости 1000 - 3000 дм³/м² · ч · МПа при температуре (20 ± 2)^oС.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве мембран на основе фторопласта с задерживающей способностью по фрагментам желатина с мол.м. 30000 - 10000 дальтон используют трубчатые пористые полимерные пленки Ф - 1 с коэффициентом водопроницаемости 500 - 2500 дм³/м² · ч · МПа при температуре 20 ± 2^oС.

Разработана новая технология получения фотографического желатина на основе доступного однородного коллагенсодержащего сырья. Проверены фотографические свойства полученного желатина.

A new technology of preparation of photographic gelatin was developed on the basis of an accessible homogeneous raw material containing a collagen. Photographic properties of the obtained gelatin were tested.

Ключевые слова: желатин, обезжиривание, гидролиз, экстракция, гель-электрофорез, молекулярная масса, сенситограмма, сенсибилизация, параметры фотографических эмульсий.

Key words: gelatin, removal of fat, hydrolysis, extraction, gel electrophoresis, molecular mass, sensitogram, sensibilization, parameters of photographic emulsions.

В настоящее время фотожелатин в нашей стране не производится, его полностью заменил импортный продукт, а вместе с тем потребность в отечественном фотографическом желатине по-прежнему сохраняется и по ряду позиций (например, в нанотехнологиях, микроэлектронике, голографии и т.п.) вообще не может быть восполнена поставками из-за рубежа. В связи с этим в настоящей работе исследовалась возможность создания новой технологии получения отечественного фотожелатина. Требования к качеству последнего довольно жесткие, и для их выполнения пришлось отказаться от традиционной технологии получения желатина [1, 2]. Ее недостатками являются:

1. Неоднородный состав исходного сырья (кожа свиней и кости крупного рогатого скота). Этот фактор влияет на качество и выход готового продукта; кроме того, сильно усложняется подготовка сырья к гидролизу.

2. Многостадийность и большая длительность процесса (до двух месяцев).

3. Высокий материальный индекс и большое количество нереализуемых отходов.

4. Большие капитальные затраты на оборудование.

5. Высокие энергозатраты и трудоемкость процесса.

Нами была предложена и проверена новая технология получения желатина.

Принципиальные отличия предлагаемой нами технологии от существующей состоят в следующем:

1. Отказ от традиционного сырья (кожа, кости) и переход на новое коллагенсодержащее сырье (куриные гребни и кожа цыплят - бройлеров), так как однородность исходного сырья улучшает качество желатина.

2. Предварительное обезжиривание исходного сырья органическими растворителями (экстракционный бензин БР-1, реактив Фолча и др.).

Более полное удаление липидов также улучшает качество получаемого желатина.

3. Более мягкие условия гидролиза, проводимого щелочно-солевым раствором с гидромодулем 5, способствуют сохранению нативной структуры коллагена.

4. Мягкие температурные условия (на стадии гидролиза - не более 25єС, а на стадиях экстракции, выпаривания и сушки не выше 55єС) также положительно сказываются на качестве готового желатина.

5. Общая продолжительность процесса не превышает 7 суток.

6. Процесс экологичен, так как он дает малое количество отходов, большая часть которых используется, регенерируется или обезвреживается. Блок-схема предлагаемого нами процессапредставлена на рис. 1.

Как следует из этой схемы, обработка исходного сырья проходит в мягком, щадящем режиме, состоит из нескольких стадий и при общей продолжительности процесса около 7 суток предлагаемая технология позволяет получать желатин с требуемыми характеристиками, сопоставимыми с таковыми для инертного желатина (рН, pI 0.5% раствора; вязкость и электропроводность 10% раствора).

Однако эти характеристики дают только предварительную информацию и не позволяют судить о реакционной способности получаемого желатина по отношению к различным химическим модификаторам, а также относительно его избирательной адсорбции на микрокристаллах галогенидов серебра (AgHal).

В связи с этим возникла необходимость исследования молекулярно-массового состава (ММС) полученного по рассматриваемой технологии желатина в сравнении с обычным инертным желатином. С этой целью был исследован ММС образцов желатина методом диск-электрофореза в полиакриламидном геле (ПААГ) с додецилсульфатом натрия [3]. При диск-электрофорезе желатина в ПААГ наибольшее распространение получил гель с суммарной концентрацией мономера (акриламида) и сшивки (бисакриламила) 3-15%, при отношении бисакриламида к общей массе обоих мономеров 1%<С?2%. При этих параметрах выдерживаются оптимальные свойства полиакриламидного геля: длина полимерных цепей, степень сшивки и степень набухания в водной среде.

Для анализа этим методом использовались следующие стандартные растворы: а) буфер для анализируемых растворов; б) электрофоретический буфер; в) буфер для разделяющего геля; г) буфер для концентрирующего геля; д) раствор полиакриламида для получения концентрирующего (4% ПААГ) и разделяющего (12.6% ПААГ) гелей. Полученная гель электрофореграмма образцов желатина представлена на рис. 2.

Рис. 1. Блок-схема получения желатина из куриных гребней.

Рис. 2. Гель-электрофореграмма исследуемых образцов желатинов

1 - маркеры молекулярных масс (24; 29; 36; 45; 66 кДа); 2, 5, 8 - инертный желатин (3, 7, 10 мкг, соответственно); 3, 6, 9 - желатин из куриных гребней (3, 7, 10 мкг); 4, 7, 10 - желатин из куриной кожи (3, 7, 10 мкг)

Как видно из приведенных на рис. 2 данных, молекулярно-массовый состав исследуемых образцов желатина, полученных по новой технологии, практически не отличается от ММС инертного желатина, получаемого по традиционной технологии. Об идентичности составов исследуемых желатинов можно судить также по близости таких параметров, как изоэлектрическая точка, рН 0.5% водного раствора, данные элементного анализа и ИК-спектров (данные не приведены). Кроме того, в исследуемом диапазоне концентраций образцов желатина наблюдается линейная корреляция между электрофоретической подвижностью и молекулярной массой белковых фракций желатина, что поз волило построить калибровочную кривую для определения молекулярных масс характерныхбелковых фракций желатинов при дискэлектрофорезе в ПААГ (рис. 3) вида

lgM = a - b·Rf

где M - молекулярная масса; Rf - смещение полосы при электрофорезе; a и b - константы.

Рис. 3. Калибровочная кривая для определения молекулярных масс белковых фракций желатинов

Молекулярные массы белков-маркеров и белковых фракций желатина представлены в табл.1.

Таблица 1. Определение молекулярных масс образцов желатина

Rf lgM M, кДа

4 5.07 117.5

10 5.01 102.3

12 4.99 97.7

14 4.97 93.5

Маркеры:

29 4.82 66

46 4.65 45

55 4.56 36

67 4.46 29

71 4.38 24

По калибровочному графику были определены молекулярные массы полипептидных б-цепей и их фрагментов для инертного желатина и для исследуемых образцов, совпадающие с данными в литературе (б-цепи - 117.5 и 102.3 кДа, фрагменты б-цепей, соответственно, 97.7 и 93.5 кДа) [3].

Поскольку физико-химические свойства полученных образцов и стандартного желатина близки, были исследованы их фотографические свойства. Для этого были приготовлены фотографические эмульсии на основе желатина, полученного из куриных гребней и кожи, а также для наглядного сравнения - эмульсия на основе инертного желатина.

При синтезе эмульсий использовалась одноструйная эмульсификация, т.е. раствор нитрата серебра вливался в раствор желатина и галогенидов. После смешения растворов полученная эмульсия в течение некоторого времени выдерживалась для доведения микрокристаллов галогенидов серебра до определенных размеров, после чего процесс кристаллизации прекращался путем охлаждения эмульсии. Полученные эмульсии подвергались химической сенсибилизации тиосульфатом натрия, поливом наносились на стеклянные пластинки, высушивались и после стандартной фотохимической обработки анализировались на денситометре с целью выявления основных фотографических параметров образцов желатина [4]. На рис. 4 представлены сенситограммы фотографических слоев на основе полученных эмульсий. Полученные сенситометрические значения позволили построить характеристические кривые фотографических слоев эмульсий на основе инертного и исследуемого желатинов и выявить их основные фотографические параметры.

В табл. 2 представлены значения светочувствительности (S), коэффициента контрастности (г) и плотности вуали (Do) при оптимальном времени химической сенсибилизации (ф = 120 мин).

Таблица 2. Параметры фотографических эмульсий при оптимальной продолжительности

химической сенсибилизации 120 мин.

Образцы эмульсий S0.9 г D0+Dосн. Dmax

Эмульсия на основе инертного желатина 1.9 5 0.09 >3

Эмульсия на основе исследуемого желатина 0.45 3.4 0.1 >3

Рис. 4. Сенситограммы фотографических слоев на основе эмульсий со стандартным (1 и 2) и исследуемым (3 и 4) желатинами; до (1 и 3) и после (2 и 4) химической сенсибилизации, соответственно.

В результате исследований фотографических свойств полученного желатина можно сделать следующие выводы:

? Получаемый по новой технологии желатин может быть использован в фотографической промышленности.

? Эмульсия на основе исследуемого желатина не дает вуали на стадии кристаллизации AgHal.

? Несколько более низкие сенситометрические характеристики фотографических эмульсий на основе исследуемого желатина по сравнению с инертным (светочувствительность и коэффициент контрастности) могут быть связаны как с меньшим размером зерна, так и с наличием микропримесей, влияющих на процесс химической сенсибилизации, протекающей на поверхности кристаллов AgHal.

? Поскольку исследуемый желатин хорошо адсорбируется на поверхности растущих микрокристаллов AgHal, он может представлять интерес для синтеза мелкозернистых и особо мелкозернистых эмульсий, используемых в микроэлектронике, голографии, материалах для фотобумаг, для регистрации ядерных частиц.

Размещено на Allbest.ru